KR20020011669A - 유기성폐기물을 이용한 토질개량제 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 토질개량제의 제조방법에 관한 것으로서, 경소백운석과 생석회를 10:90 내지 90:10의 중량비로 마련하는 단계; 상기 경소백운석과 상기 생석회의 중량합이 유기성폐기물의 수분중량에 대해 25 내지 65 퍼센트의 비율로 되도록 상기 유기성폐기물과 혼합하는 단계; 상기 혼합단계에서의 혼합물을 교반하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 유기성폐기물을 유기성분이 함유된 토질개량제로 활용할 수 할 수 있으며 이러한 토질개량제가 토양에 투입됨에 따라 토양의 산성화 및 경화를 방지할 수 있다.

Description

유기성폐기물을 이용한 토질개량제 및 그 제조방법{fertilizer using organic waste matter and manufacturing method thereof}

본 발명은, 토질개량제의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 유기성폐기물을 이용한 토질개량제의 제조방법에 관한 것이다.

최근 쓰레기양의 증가하고 있는데 그 중에서 쓰레기의 많은 비중을 차지하는음식물쓰레기, 인분뇨, 가축분뇨, 도축폐기물, 어폐류폐기물과 같은 유기성폐기물은 그 처리방법에 있어서 간단하게는 매립하거나 소각하고 있으나 많은 경비가 소모되며 심각한 환경오염을 초래한다는 문제점이 있다.

이를 해소하기 위해 특허공개 97-10709호에는 생석회를 이용하여 유기성 폐기물을 비료로 재활용하는 방법이 다음과 같이 개시되어 있다.

유기성폐기물을 미세하게 분쇄하여 이물질을 제거한 후 생석회를 첨가하고 유기성폐기물과 생석회의 혼합물을 24시간 동안 반응시킨 후 수분이 거의 없는 상태가 되면 이를 2-3일 정도 방치하였다가 분쇄함으로써 유기성폐기물을 분말형의 비료로 재활용하는 방법이 개시되어 있다.

그러나 이와같이 유기성폐기물을 비료로 재활용하기 위해 투입되는 생석회는 비교적 가격이 비싸며, 비료에 함유된 칼슘성분으로 인해 토양이 경화되어 농작물이 뿌리를 쉽게 내리지 못함으로써 식물의 생리작용이 원활하게 이루어지지 못한다는 문제점이 있다.

또한, 이러한 비료를 토양에 살포하게 되면 수분과 반응하여 현탁액상태로 질척거리게 되고 이것이 다시 건조되어 토양의 경화를 가속화시킨다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 유기성폐기물을 유기성분이 함유된 토질개량제로 활용할 수 할 수 있으며 이러한 토질개량제가 토양에 투입됨에 따라 토양의 산성화 및 경화를 방지할 수 있는 토질개량제를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 토질개량제 제조장치의 개략 측단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 제1저장탱크 11 : 제1분쇄기

12 : 제1운반도관 13 : 제2운반도관

20 : 제2저장탱크 21 : 제2분쇄기

30 : 혼합반응조 31 : 스크류 혼합기

32 : 수증기 배출구 33 : 토질개량제 배출구

상기 목적은, 본 발명에 따라, 토질개량제의 제조방법에 있어서, 경소백운석과 생석회를 10:90 내지 90:10의 중량비로 마련하는 단계; 상기 경소백운석과 상기 생석회의 중량합이 유기성폐기물의 수분중량에 대해 25 내지 65 퍼센트의 비율로 되도록 상기 유기성폐기물과 혼합하는 단계; 상기 혼합단계에서의 혼합물을 교반하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 토질개량제 제조방법에 의해서 달성된다.

여기서 상기 중량비는 40:60 내지 60:40인 것이 바람직하다.

또한, 상기 혼합물을 교반하면서 압출하여 얻은 압출물을 0.5 내지 22mm의 입도인 정제형상으로 성형하는 것이 바람직하다. 이는 압출물이 0.5mm입도 미만인 경우 분진이 발생하여 사용시 불편하고, 22mm입도를 초과하는 경우 토양 내에 골고루 분산되지 않으므로 0.5내지 22mm의 입도인 정제형상으로 성형하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 토질개량제는 유기성폐기물에 경소백운석(CaOMgO)과 생석회(CaO)를 투입함으로써 경소백운석 및 생석회가 유기성폐기물에 함유된 수분과 반응하여 얻어진 알카리도가 높은 생성물로서 농작물에 필요한 유기질을 포함한 필수 미량원소인 마그네슘 및 칼슘을 원활하게 공급되도록 할 수 있다.

본 발명에 따른 토질개량제의 원료물질인 경소백운석과 생석회는 수분과 발열반응하여 수분을 제거한다.

경소백운석은 탄산석회와 탄산마그네슘으로 복탄산염을 이룬 백운석을 소성한 것으로서 수분과 반응하여 발열하며 일반적으로 산화마그네슘 및 산화칼슘을 조성성분으로 하고 있다.

생석회는 석회석 또는 탄산칼슘을 고온으로 가열하여 생성되고, 물과 작용시키면 발열하여 수산화칼슘이 됨으로써 수분을 제거할 수 있는 물질이다.

생석회는 수분과 반응했을 때 점도가 높아 생석회를 투입하여 제조된 토질개량제를 토양에 살포하였을 때 수분과 반응하여 현탁액상태로 질퍽거리다 건조되어 토양이 경화되나, 경소백운석은 수분과 반응했을 때 점도가 낮으므로 생석회와 경소백운석을 혼합하여 토질개량제를 제조하게 되면 토질개량제가 토양에 살포되었을 때 수분과 반응하여 현탁액상태로 질퍽거리지 않는 안정적인 점도를 유지할 수 있게 된다.

경소백운석과 생석회의 혼합비율은 10:90 내지 90:10으로 다양할 수 있으나 생석회가 경소백운석보다 너무 많이 투입하면 점도가 높아져 토양에 토질개량제를 살포하였을 때 수분과 반응하여 현탁액상태로 질척거리게 되고 이것이 다시 건조되어 토양의 경화를 가속화시킨다. 또한, 경소백운석이 생석회보다 너무 많이 투입되면 경화를 방지할 수는 있으나 점도가 낮아져 정제형상으로 성형하는데 용이하지 않으므로 경소백운석과 생석회을 중량비 50:50으로 혼합하게 되면 토양의 경화를 방지하고 안정적인 점도가 되도록 상호 보완해 준다. 이에 경소백운석과 생석회의 중량비를 50:50으로 하는 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 토질개량제 제조장치의 개략 측단면도이다.

토질개량제 제조장치에는 불순물이 제거되고 수분이 측정된 유기성폐기물이투입되는 제1저장탱크(10)와, 경소백운석과 생석회를 50:50 중량비로 혼합한 경소백운석 및 생석회의 혼합물이 투입되는 제2저장탱크(20)와, 경소백운석과 생석회의 혼합물 및 유기성폐기물이 혼합되는 혼합반응조(30)가 마련되어 있다.

제1저장탱크(10) 및 제2저장탱크(20)와 혼합반응조 (30)사이에는 제1저장탱크(10)에 투입된 유기성폐기물을 혼합반응조(30)로 이송시키는 제1운반도관(12)과, 제2저장탱크(20)에 투입된 경소백운석과 생석회의 혼합물을 혼합반응조(30)로 이송시키는 제2운반도관(13)이 마련되어 있다.

또한, 제1운반도관(12)의 중앙영역에는 제1운반도관(12)을 통과하는 유기성폐기물을 분쇄하기 위한 제1분쇄기(11)가 마련되어 있으며 제2운반도관(13)의 중앙영역에는 제2운반도관(13)을 통과하는 경소백운석과 생석회의 혼합물을 분쇄하기 위한 제2분쇄기(21)가 마련되어 있다.

혼합반응조(30) 내부에는 혼합반응조(30)로 투입된 경소백운석과 생석회의 혼합물과 유기성폐기물을 교반시키기 위해 혼합반응조(30) 외부에 마련된 모터에 의해 구동되는 스크류혼합기(31)가 마련되어있고, 교반시 발생하는 증기가 배출되는 수증기 배출구(32)와, 교반하면서 압출하여 소정의 입도를 가진 정제형의 토질개량제가 배출되는 토질개량제 배출구(33)가 마련되어 있다.

전술한 바와 같이 토질개량제의 제조장치에는 경소백운석과 생석회를 50:50 중량비로 혼합된 경소백운석 및 생석회 혼합물이 투입되는 하나의 저장탱크가 마련되어 있으나 경소백운석와 생석회의 저장탱크를 별도로 마련하고 투입할 양이 정해지면 해당 양만큼 각각의 저장탱크로부터 운반도관을 통해 공통의 분쇄기로 이송하여 분쇄한 후 혼합반응조에 투입할 수도 있으며, 경소백운석과 생석회의 각각 저장탱크를 마련하고 각각의 저장탱크로부터 투입해야 할 양 만큼 운반도관을 통해 각각 마련된 분쇄기로 이송하고 각각의 분쇄기로부터 분쇄된 경소백운석과 생석회를 혼합하는 혼합조를 더 마련하여 혼합된 경소백운석과 생석회를 혼합반응조로 투입할 수도 있다.

본 발명에 따른 토질개량제를 제조하는 과정은 다음과 같다.

수집된 유기성폐기물에 포함된 불순물을 불순물 선별장치(미도시)를 통해 불순물을 제거하고 수분측정장치(미도시)를 통해 수분중량이 측정된 유기성폐기물을 제1저장탱크(10)에 투입한다.

제1저장탱크(10)에 투입된 유기성폐기물을 제1저장탱크(10)로부터 제1분쇄기(11)로 이송시켜 22mm이하의 입도로 분쇄하고 입도가 22mm이하인 유기성폐기물을 제1운반도관(12)을 통하여 혼합반응조(30)로 공급한다.

경소백운석과 생석회를 50:50 중량비로 혼합한 경소백운석 및 생석회의 혼합물을 제2저장탱크(20)에 투입한다. 제2저장탱크(20)에 투입된 혼합물을 제2분쇄기(21)로 이송시켜 10mm이하의 입도로 분쇄한다. 한편, 경소백운석 및 생석회 혼합물을 10mm이하의 입도로 분쇄하게 되면 유기성폐기물에 함유된 수분과의 접촉면적의 증대로 인해 수분이 빠르게 제거되어 유기성분 함량이 감소하는 것을 방지할 수 있고, 경소백운석 및 생석회의 반응시간이 단축되며, 적은 양의 경소백운석 및 생석회로 수분제거가 가능하다.

10mm이하의 입도인 경소백운석과 생석회의 혼합물의 중량합이 유기성폐기물의 수분중량에 대해 25내지 65퍼센트의 비율로 되도록 혼합반응조(30)에 투입한다. 한편, 경소백운석과 생석회 혼합물의 중량합이 유기성폐기물의 수분중량에 대해 25퍼센트 미만으로 투입되는 경우 유기성폐기물과 교반하여 생성되는 화합물이 슬러리(slurry) 상태로 되어 정제형상으로 성형하기가 용이하지 않으며, 65퍼센트를 초과하여 투입되는 경우는 교반하여 생성되는 화합물의 유기질 함유량이 감소하며 건식 분말상태로 됨으로써 정제형상으로 성형하는데 역시 용이하지 않게 된다.

혼합반응조(30)에 투입된 경소백운석 및 생석회의 혼합물과 유기성폐기물을 스크류혼합기(31)를 이용하여 교반시킨다. 한편, 경소백운석 및 생석회의 혼합물과 수분이 함유된 유기성폐기물을 교반하는 과정에서 경소백운석과 생석회가 유기성폐기물에 함유된 수분과 반응하면 급속한 발열반응이 일어나면서 수산화칼슘 및 수산화마그네슘이 생성된다. 이때 유기성폐기물이 함유한 수분은 고열로 인해 증발되어 수증기로 수증기배출구(32)를 통해 배출된다.

따라서 경소백운석 및 생석회의 혼합물과 유기성폐기물이 교반되는 과정에서는 경소백운석 및 생석회의 혼합물과 유기성폐기물에 함유된 수분과의 발열반응으로 발생되는 고열로 인해 유기성폐기물이 살균되는 동시에 분해되며, 수산화칼슘 및 수산화마그네슘이 생성되어 높은 알칼리성을 띠게 된다.

경소백운석 및 생석회의 혼합물과 유기성폐기물의 혼합물을 교반하면서 2내지 5㎏/㎠ 압력 하에서 압출하여 압출된 압출물을 0.5내지22mm입도인 정제형상으로 성형한다. 0.5 내지 22mm입도로 압출되어 정제형상으로 성형된 토질개량제는 토질개량제배출구(33)를 통해 배출된다. 한편, 정제형상 토질개량제의 입도가 0.5mm 미만인 경우 분진이 발생하여 토양침투력이 떨어지게 되며, 입도가 22mm을 초과하는 경우 토양 내에 골고루 분산되지 않아 역시 토양침투력이 떨어지게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 생석회가 수분과 반응했을 때 점도가 높은데 경소백운석에 의해 안정적인 점도로 조절하여 토양의 질척거림과 토지경화를 방지할 수 있게 된다.

또한, 경소백운석이 생석회보다 가격이 저렴하여 유기성폐기물을 토질개량제로 재활용하는데 비용측면에서 경제적이며, 생석회와 함께 경소백운석이 투입됨에 따라 유기성폐기물의 수분과 반응시간이 단축되어 유기질함량이 증대되고 토질개량제가 알카리성을 띠게 되므로 토양의 산성화를 방지할 수 있다.

더욱이 본 발명에 따른 토질개량제를 일정의 정제형상으로 성형하게 되면 토양침투력을 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 토질개량제의 제조방법에 있어서,

   경소백운석과 생석회를 10:90 내지 90:10의 중량비로 마련하는 단계;

   상기 경소백운석과 상기 생석회의 중량합이 유기성폐기물의 수분중량에 대해 25 내지 65 퍼센트의 비율로 되도록 상기 유기성폐기물과 혼합하는 단계;

   상기 혼합단계에서의 혼합물을 교반하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 토질개량제 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 혼합물을 교반하면서 압출하는 단계;

   상기 압출단계에서의 압출물을 정제형상으로 성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 토질개량제 제조방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 압출물은 0.5 내지 22mm의 입도인 정제형상으로 성형되는 것을 특징으로 하는 토질개량제 제조방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 중량비는 40:60 내지 60:40인 것을 특징으로 하는 토질개량제 제조방법.